Python編程利用科赫曲線實現(xiàn)三維飄雪效果示例過程
更新時間：2021年10月19日 08:56:46 作者：微小冷
這篇文章主要介紹了Python編程實現(xiàn)三維飄雪效果示例過程，通過本示例你可以自己做出一個浪漫的雪花飄落效果，有需要的朋友可以借鑒參考下
隨機雪花
如果隨機生成一些點，然后為每個點繪制一些枝杈，則可以畫出類似蒲公英這種結(jié)構(gòu)，只是看上去不太好看而已
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from numpy.random import rand,randint
M,N = 10,100
x = rand(N)*100
y = rand(N)*100
plt.scatter(x,y,marker='.')
for i in range(N):
M = randint(5,15)
r = rand()*3
for j in range(M):
theta = np.pi*2/M*j
plt.plot([x[i],x[i]+r*np.cos(theta)],
[y[i],y[i]+r*np.sin(theta)])
plt.axis('off')
plt.show()
當然也可以畫成三維圖，果然還是很丑。
科赫雪花
所以，既然想飄雪，那就首先得有雪花?？坪涨€因為十分像雪花，所以又叫雪花曲線，生成方式十分簡單，總共分兩步
畫一個正三角形將正三角形的每個邊三等分，然后以中間的那份為邊，再畫出個三角形。重復(fù)第二步。
那么難點無非是三等分后如何新畫一個三角形，更進一步，新三角形的那個新頂點在哪里？
從而得到
代碼如下
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from numpy.random import rand,randint
# n>=1，生成科赫雪花的方法
def Koch(L,n=1):
if n<1 : return
newL = [] #(x,y)的列表
for i in range(len(L)-1):
delta = (L[i+1]-L[i])/3
x = (L[i][0]+L[i+1][0])/2-np.sqrt(3)/2*delta[1]
y = (L[i][1]+L[i+1][1])/2+np.sqrt(3)/2*delta[0]
newL += [L[i],L[i]+delta,np.array([x,y]),L[i]+delta*2]
newL.append(L[-1])
return newL if n==1 else Koch(newL,n-1)
L0 = [
np.array([0,0]),
np.array([0.5,np.sqrt(3)/2]),
np.array([1,0]),
np.array([0,0])
]
def plot_Koch(L):
for i in range(len(L)-1):
p = np.array(L[i:i+2]).T
plt.plot(p[0],p[1],color='lightblue',lw = 1)
plt.xlim(-0.25,1.25)
plt.ylim(-0.5,1.25)
plt.show()
if __name__ == "__main__":
plot_Koch(Koch(L0,3))
如果多畫一些，那么就是這樣
生成方法為
#n為雪花數(shù)量，low,high為最低和最高koch雪花階數(shù)
def RandKoch(n,low,high):
randKochs = []
rMax = np.sqrt(1/n)
for _ in range(n):
cx,cy,t0 = rand(3)
r = rand()*rMax
L0 = [np.array([np.cos(t),np.sin(t)])*r+[cx,cy]
for t in (t0-np.arange(4)*np.pi*2/3)]
randKochs.append(Koch(L0,randint(low,high)))
return randKochs
def plot_Kochs(Ls):
for L in Ls:
for i in range(len(L)-1):
p = np.array(L[i:i+2]).T
plt.plot(p[0],p[1],color='lightblue',lw = 1)
plt.xlim(-0.2,1.2)
plt.ylim(-0.2,1.2)
plt.show()
當然，如果用plt.fill(x,y)，則可畫出實心的雪花
def plot_Kochs(Ls):
for L in Ls:
x,y = np.array(L).T
plt.fill(x, y, color = 'lightblue')
plt.xlim(-0.2,1.2)
plt.ylim(-0.2,1.2)
plt.show()
三維
我們想要的是那種飄雪的感覺，所以至少得有個3D的圖，這很簡單，只要加個三維的坐標就可以了。
#導入PolyCollection繪制實心的3D圖形
from mpl_toolkits.mplot3d.art3d import PolyCollection
def plot_Kochs_fill3d(Ls):
fig = plt.figure()
ax = fig.gca(projection='3d')
p3d = PolyCollection(Ls,facecolors=np.repeat('lightblue',len(Ls)),alpha=0.7)
ax.add_collection3d(p3d,zs=rand(len(Ls)),zdir='y')
ax.set_xlim3d(0,1)
ax.set_ylim3d(0,1)
ax.set_zlim3d(0,1)
plt.show()
以上就是Python編程實現(xiàn)三維飄雪效果示例過程的詳細內(nèi)容，更多關(guān)于Python編程實現(xiàn)三維飄雪的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
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